Phức hệ nano FGC: Từ bài thuốc cổ truyền đến chất dẫn điều trị ung thư

Không phải là người đầu tiên nghiên cứu về khả năng phòng ngừa và điều trị ung thư của chất Curcumin có trong củ nghệ, nhưng TS Hà Phương Thư và các cộng sự tại Viện Khoa học Vật liệu (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) chính là những người đầu tiên đề xuất công nghệ nano hóa Curcumin.

Nhóm nghiên cứu nano hóa Curcumin thông qua việc sử dụng đồng thời hai loại chất có nguồn gốc thiên nhiên là Fucoidan (rong/tảo biển nâu) và Saponin Notoginseng (tam thất) với mong muốn ức chế khối u phát triển, tăng cường đáp ứng miễn dịch, đặc biệt là đối với những bệnh nhân ung thư sau hóa, xạ trị.

Kết hợp các dược liệu quý

Lâu nay, các thành phần trong củ nghệ vẫn được biết đến như ‘thần dược’ giúp phòng ngừa và hỗ trợ điều trị các căn bệnh ung thư như ung thư dạ dày, ruột, trực tràng, vú; ngăn ngừa di căn ung thư vú sang ung thư phổi, ung thư đầu và cổ. “Curcumin có khả năng tác động tới tế bào ung thư theo nhiều cơ chế hoạt động. Nó ức chế hoạt động của những con đường truyền tin qua NF-κB và STAT3 – những nhân tố đóng vai trò then chốt cho sự phát triển của các tế bào ung thư, đồng thời nó cũng có khả năng ức chế hoạt động của protein Sp-1 giúp ngăn chặn sự hình thành, di trú và xâm lấn của các tế bào ung thư” – TS Hà Phương Thư, Trưởng phòng Vật liệu nano y sinh, Viện Khoa học vật liệu (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), phân tích.

Ngoài ra, Curcumin cũng có khả năng gây hiện tượng chết theo chương trình (apopotosis) trên các tế bào ung thư mà không gây độc cho các tế bào thường. Một đặc tính lý thú nữa ở chất này là khả năng ngăn chặn hiện tượng kháng đa thuốc của các tế bào ung thư thông qua việc ức chế hoạt động của P-Glycoprotein. Có thể nói, Curcumin có tiềm năng rất lớn trong việc ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư. Tuy nhiên, cũng giống như đa số các loại tác nhân chống ung thư khác, nhược điểm lớn nhất của Curcumin là độ tan trong nước kém dẫn tới tính tương thích sinh học thấp. Điều này làm hạn chế hiệu lực trị liệu của Curcumin trong những ứng dụng lâm sàng.

Là người chuyên nghiên cứu về nano trong y sinh học, TS Hà Phương Thư nhận thấy công nghệ nano chính là lời giải cho bài toán này. Nếu sử dụng thêm các polymer làm chất mang bao cho Cucurmin, hệ nano sẽ tan trong nước dễ dàng. Khi lựa chọn vật liệu polymer, TS Hà Phương Thư đã quyết định chọn lọc những chất có hoạt tính chống ung thư để tăng cường khả năng chống bệnh lên gấp nhiều lần. “Các polymer thiên nhiên thường sở hữu khả năng tương hợp sinh học cao, khả năng tan trong nước tốt và an toàn đối với cơ thể”, TS Thư cho biết. Chính vì vậy, bà đã kết hợp Curcumin với chất Saponin Notoginseng có trong củ tam thất. Sự kết hợp này bắt nguồn từ bài thuốc trị ung thư Hắc hoàng kỳ phương của Tây Tạng – với hai thành phần chính là củ tam thất và củ nghệ.

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng chất Saponin Notoginseng trong tam thất vào việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư gan người, tế bào ung thư tuyến tiền liệt, tế bào ung thư vú… và khả năng ngăn ngừa ung thư vú di căn. “Nhờ tác dụng làm trì hoãn các pha trong chu trình tế bào, Saponin giúp tế bào có thời gian hình thành các hàng rào phòng thủ. Chất này còn có tác dụng chống oxy hóa, do đó ngăn ngừa hoạt động của các gốc tự do trong cơ thể, phòng ngừa sự hình thành ung thư đồng thời ức chế bơm tống thuốc P-gp – một trong các nguyên nhân làm giảm hấp thu thuốc qua thành ruột và cơ chế kháng thuốc của một số tế bào ung thư” – TS Thư cho biết.

Nhằm tăng cường phản ứng miễn dịch của cơ thể, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn dược liệu cuối cùng là Fucoidan có trong rong biển nâu. Ngoài việc là chất mang thuốc đơn thuần, Fucoidan còn được biết đến với nhiều tác dụng dược lý như điều hòa miễn dịch, chống viêm… và đặc biệt là tác dụng chống ung thư và ung thư di căn.

Từ những ưu điểm này, các nhà khoa học đã quyết định sử dụng Saponin và Fucoidan tinh sạch làm chất bao Curcumin để tăng khả năng tan trong nước cho hợp chất. Bên cạnh việc đóng vai trò như chất hoạt động bề mặt và chất bao bọc, bản thân hai chất này vốn đã có khả năng điều trị ung thư, nên sẽ giúp tăng cường hoạt tính chống bệnh cho phức hệ này, từ đó kéo dài sự sống cho bệnh nhân ung thư.

Tăng cường khả năng hấp thụ hệ dẫn thuốc

Nhược điểm của Curcumin không chỉ dừng lại ở độ tan trong nước, mà khả năng xâm nhập vào tế bào ung thư của Curcumin ở dạng phân tử bình thường cũng rất kém. Chính vì vậy, sau khi nano hóa các dưỡng chất có hoạt tính chống ung thư, hệ nano thu được sẽ đạt đến kích thước lý tưởng để xâm nhập vào tế bào ung thư tốt hơn.

Cụ thể, “những hạt có kích thước lớn hơn 500 nm sẽ nhanh chóng bị hệ thống miễn dịch phát hiện và loại trừ khỏi cơ thể, trong khi những hạt có kích thước dưới 4 nm lại dễ dàng bị đào thải qua thận” – TS Thư phân tích. Ngoài ra, không như các mạch máu của mô lành với cấu trúc chặt chẽ, vách huyết quản của các tổ chức tế bào ung thư có những khoảng hở với đường kính từ 600 – 800 nm. Nhờ đó, những tiểu phân có kích thước nhỏ có thể dễ dàng thâm nhập vào khối u mà không tích tụ ở mô lành. “Với kích thước nhỏ từ 50 – 70 nm, hệ nano có tiềm năng ứng dụng thâm nhập vào tổ chức ung thư. Sau đó, dưới tác động của môi trường, nhiệt độ, enzyme,… vỏ bao sẽ nhả ra, phóng thích các dưỡng chất”.

Như vậy, hệ nano đã đạt được kích thước lý tưởng để dễ dàng hấp thụ qua đường tiêu hóa. Để tăng thêm khả năng hướng đích chọn lọc vào mô ung thư, nhóm nghiên cứu đã gắn thêm các gốc folate vào trong hệ nano. Các tổ chức ung thư có ái lực đối với folate, vì vậy khi đưa vào trong cơ thể, tự nó sẽ hướng đích chủ động.

Với những ưu điểm này, phương pháp vi bao Curcumin bằng Fucoidan (chiết xuất từ rong biển nâu) và Saponin Notoginseng (chiết xuất từ củ tam thất), cùng với hệ nano thu được đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế số 1-0022424 công bố ngày 25/12/2019.

Sáng chế mang tên phức hệ nano FGC này cải thiện được độ tan của Curcumin lên gấp hàng nghìn lần, tối ưu hóa khả năng bao gói, bảo vệ bộ ba hoạt chất (Fucoidan, Curcumin, Noto Ginseng) khỏi rào cản sinh học, nâng cao thời gian lưu thông trong máu, tập trung hoạt chất tại vùng khối u thông qua cơ chế hướng đích thụ động. Các hạt nano FGC có thể chui vào, tập trung vào các khối u, ức chế sự phát triển của tế bào ung thư mà không làm hại các tế bào lành.

“Bước đầu, chúng tôi thử nghiệm trên chuột, kết quả cho thấy kích thước khối u của những con chuột được tiêm Curcumin nano hóa và gắn tác nhân hướng đích giảm đi rất nhiều so với chuột không tiêm, chuột tiêm Curcumin ở dạng phân tử bình thường, chuột tiêm Curcumin nano hóa mà không gắn tác nhân hướng đích.” – TS Hà Phương Thư chia sẻ. “Sau đó, chúng tôi bắt đầu nghiên cứu trên bệnh nhân tình nguyện. Nhờ khả năng tăng cường hệ số miễn dịch cơ thể, sản phẩm này đặc biệt hiệu quả cho bệnh nhân sau hóa xạ trị.” Thực tế cho thấy, có những bệnh nhân ung thư phổi giai đoạn 4, các khối u đã bắt đầu di căn lên não, nhưng nếu xạ phẫu để lấy khối u đó thì sau một thời gian rất ngắn các tổ chức ung thư khác lại tiếp tục xuất hiện. “Tuy nhiên, khi bệnh nhân chịu khó dùng FGC đều đặn khoảng 2-3 tháng, chúng tôi nhận thấy khối u không còn xuất hiện trên não nữa”.

Sau một thời gian dài nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu tiền lâm sàng, phức hệ nano FGC chính thức được công bố và chuyển giao nguyên liệu cho một công ty dược – mỹ phẩm nhằm sản xuất thành sản phẩm CumarGold Kare.

Từ một bài thuốc Đông Y cổ truyền, nhóm nghiên cứu đã áp dụng công nghệ và phát triển thành một phức hệ nano giúp điều trị ung thư hiệu quả. Điều này đã khích lệ TS Hà Phương Thư rất nhiều, bởi “không riêng gì củ nghệ, vẫn còn rất nhiều loại dược liệu quý mà chúng ta chưa thể khai thác hết được tiềm năng. Người dân thường nấu cao, ngâm rượu những cây thuốc này, nhưng thực chất điều đó lại ‘tiêu diệt’ hết những tính năng phòng và trị bệnh của chúng”.

Dù nhóm nghiên cứu của TS Hà Phương Thư đang ấp ủ rất nhiều kế hoạch trong tương lai nhằm nâng tầm giá trị của những bài thuốc dân gian, nhưng trước hết, trong hiện tại, “chúng tôi vẫn đang tiếp tục nghiên cứu nano hóa ba kích tím ở Quảng Ninh để đưa cây thuốc này thành sản phẩm điều trị loãng xương cho người cao tuổi” – TS Thư chia sẻ.

Theo Khoahocphattrien